CN111023043A - 一种均匀出光装置和led匀光灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种均匀出光装置和LED匀光灯具，涉及灯具领域，该均匀出光装置包括匀光器、光源和安装基板，匀光器内设置有光学腔，且匀光器具有一出光面，出光面上开设有与光学腔连通的出光口，安装基板与出光面连接并部分遮挡出光口，光源设置在安装基板遮挡出光口且靠近匀光器的表面，光学腔内设置有光学面，光学面用于反射光源发出的光，并由出光口射出。相较于现有技术，本发明提供的均匀出光装置，适用于大功率光源，能够通过光学腔内的光学面反射出光，从而能够实现均匀出光，提升了出光质量。

Description

一种均匀出光装置和LED匀光灯具

技术领域

本发明涉及灯具领域，具体而言，涉及一种均匀出光装置和LED匀光灯具。

背景技术

在现代照明应用当中，发光二极管LED光源因其具有节能、高效、稳定性好等一系列优势逐步取代传统光源，然而一般LED光源出光都是呈朗伯型分布，光线打在平面上光斑呈圆形，不能满足矩形等非圆形光斑应用需求。

目前有通过透镜和反光杯来进行矩形配光，透镜基本是采用塑料加工制造而成。若采用大功率光源时，光源产生的热量高，塑料透镜在高温状态下，结构性能和光学性能会受到很大影响，而常规反光杯出光与光源一致，会有全溢光，而全溢光不受反光杯控制，难以实现均匀照明效果。

有鉴于此，设计制造出一种既能够适用于大功率光源，又能够照明均匀的均匀出光装置就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均匀出光装置，能够适用于大功率光源，同时能够实现均匀出光。

本发明的另一目的在于提供一种LED匀光灯具，其出光均匀。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

在一方面，本发明提供了一种均匀出光装置，包括匀光器、光源和安装基板，所述匀光器内设置有光学腔，且所述匀光器具有一出光面，所述出光面上开设有与所述光学腔连通的出光口，所述安装基板与所述出光面连接并部分遮挡所述出光口，所述光源设置在所述安装基板遮挡所述出光口且靠近所述匀光器的表面，所述光学腔内设置有光学面，所述光学面用于反射所述光源发出的光，并由所述出光口射出。

进一步地，所述光学面为自由曲面。

进一步地，所述安装基板遮挡所述出光口的面积小于或等于所述出光口的出光面积的1/2。

进一步地，所述光学腔为两个，两个所述光学腔相对一对称面对称分布在所述匀光器中，所述出光口分别与两个所述光学腔连通，每个所述光学腔内均设置有光学面，两个所述光学面均用于反射所述光源发出的光，并由所述出光口射出。

进一步地，每个所述光学面包括第一曲面和第二曲面，所述第一曲面由所述对称面延伸至所述出光口的边缘，所述第二曲面由所述对称面延伸至所述第二曲面，且所述第一曲面和所述第二曲面的曲率不同。

进一步地，所述第一曲面为光面，所述第二曲面为非光面。

进一步地，所述光源设置在所述对称面与所述安装基板的表面的相交线上。

进一步地，所述匀光器包括一体设置的承载基板和匀光罩，所述出光口开设在所述承载基板上，所述匀光罩罩设在所述承载基板上并具有所述光学腔，且所述承载基板和所述匀光罩之间还设置有加强筋。

进一步地，所述承载基板上开设有多个安装孔，每个所述安装孔中设置有连接件，所述安装基板上开设有多个连接孔，多个所述连接件一一对应地伸入到所述连接孔中并与所述安装基板连接。

在另一方面，本发明提供了一种LED匀光灯具，包括均匀出光装置，均匀出光装置包括匀光器、光源和安装基板，所述匀光器内设置有光学腔，且所述匀光器具有一出光面，所述出光面上开设有与所述光学腔连通的出光口，所述安装基板与所述出光面连接并部分遮挡所述出光口，所述光源设置在所述安装基板遮挡所述出光口且靠近所述匀光器的表面，所述光学腔内设置有光学面，所述光学面用于反射所述光源发出的光，并由所述出光口射出。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种均匀出光装置，通过将光源设置在安装基板遮挡出光口的部分，且靠近匀光器的表面，在实际工作时，光源发出的光向着光学腔射出，并由光学腔中的光学面反射出来，由出光口射出，光学面的反射方向与光源的出光方向不同，能够避免出现全溢光，实现由出光口均匀出光，同时由于采用反射出光，能够适用于大功率光源。相较于现有技术，本发明提供的均匀出光装置，适用于大功率光源，能够通过光学腔内的光学面反射出光，从而能够实现均匀出光，提升了出光质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的均匀出光装置的剖面结构示意图；

图2为本发明提供的均匀出光装置在第一视角下的整体结构示意图；

图3为本发明提供的均匀出光装置在第二视角下的整体结构示意图；

图4为图1中匀光器在第一视角下的结构示意图；

图5为图1中匀光器在第二视角下的结构示意图；

图6为本发明提供的均匀出光装置在第三视角下的整体结构示意图。

图标：100-均匀出光装置；110-匀光器；111-承载基板；113-匀光罩；117-安装孔；119-连接孔；130-光源；150-安装基板；170-光学腔；171-光学面；173-第一曲面；175-第二曲面；177-凸条；179-凸起部；190-出光口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

正如背景技术中所公开的，现有技术中为了实现矩形等非圆形配光，需要对LED光源的出射光进行处理，而通过透镜出光的话不适用于大功率光源，使用范围受限。故现有技术中常常使用反光杯等反光设备来进行配光，而由于现有的反光杯的反光与光源的出光方向相重叠，容易出现全溢光的现象，从而造成出光不均匀，对于需要均匀出光的特殊场合来说十分麻烦。本发明通过对匀光器的结构进行改进，并使得光源的出光方向与匀光器的配光方向不发生重叠，能够避免出现全溢光，实现均匀出光。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图3(图中箭头表示出光方向)，本实施例提供了一种均匀出光装置100，其能够避免全溢光的现象，并且能够实现均匀出光。

本实施例提供的均匀出光装置100，包括匀光器110、光源130和安装基板150，匀光器110内设置有光学腔170，且匀光器110具有一出光面，出光面上开设有与光学腔170连通的出光口190，安装基板150与出光面连接并部分遮挡出光口190，光源130设置在安装基板150遮挡出光口190且靠近匀光器110的表面，光学腔170内设置有光学面171，光学面171用于反射光源130发出的光，并由出光口190射出。

在本实施例中，光源130为LED灯珠，其固定设置在安装基板150上，在实际工作时，光源130发出的光向着光学腔170射出，并由光学腔170中的光学面171反射出来，由出光口190射出，光学面171的反射方向与光源130的出光方向不同，能够避免出现全溢光，实现由出光口190均匀出光，同时由于采用反射出光，能够适用于大功率光源130。

在本实施例中，安装基板150上还设置有驱动电路，用于驱动并控制LED灯珠发光，且安装基板150与灯具的支撑结构连接，能够起到支撑作用。

在本实施例中，光学面171为自由曲面。通过自由曲面进行反射，能够使得从光源130射出的光，绝大部分都由出光口190射出。需要说明的是，本实施例中光学面171的具体曲面形状，可通过实验取得，其反光原理可参见现有的反光杯的曲面反光原理，此处对于光学面171的表面曲率不作具体限定，只要是能够满足对光源130发出的光进行反射，并通过出光口190射出即可。

在本实施例中，安装基板150遮挡出光口190的面积小于或等于出光口190的面积的1/2。具体地，出光口190被遮挡的部分的面积为出光口190的面积的1/3，使得出光口190的大部分未被遮挡，提高了出光强度和出光效果。

需要说明的是，此处出光口190的面积，指的是出光口190在水平方向的投影面积，而安装基板150沿水平方向设置，即安装基板150在水平方向上的投影与出光口190在水平方向上的投影部分重叠，使得安装基板150能够延伸至出光口190，并为光源130提供安装空间，同时安装基板150为非透明材料制成，能够遮挡光源130，避免光源130直接由出光口190向外出光。

在本实施例中，光学腔170为两个，两个光学腔170相对一对称面对称分布在匀光器110中，出光口190分别与两个光学腔170连通，每个光学腔170内均设置有光学面171，两个光学面171均用于反射光源130发出的光，并由出光口190射出。具体地，匀光器110的内壁的中部具有一凸条177，通过该凸条177将匀光器110内部分隔成两个相互连通的光学腔170，且凸条177与匀光器110的内壁之间平滑过渡。

在本实施例中，出光口190整体呈近似圆形，安装基板150遮挡在出光口190的一侧，出光口190的另一侧具有一向着出光口190中心凸起的凸起部179，该凸起部179为凸条177在出光口190处的延伸，凸起部179相对对称面呈对称结构。

结合参见图4和图5，每个光学面171包括第一曲面173和第二曲面175，第一曲面173和第二曲面175连接，第一曲面173由对称面延伸至出光口190的边缘，第二曲面175由对称面延伸至第二曲面175，且第一曲面173和第二曲面175的曲率不同。具体地，第一曲面173的表面积大于第二曲面175的表面积，在反射光源130的出光时，绝大部分光线由两个第一曲面173向着出光口190的方向反射。

在本实施例中，第一曲面173具有三条弧形边，其中第一条弧形边为出光口190的部分边缘，第二条弧形边为第二曲面175的边缘，第三条弧形边为与凸条177的连接线，并位于对称面上。第二曲面175也具有三条弧形边，其中第一条弧线边位于出光口190上凸起部179的边缘，第二条弧形边为第一曲面173的边缘，第三条弧形边为与凸条177的连接线，并位于对称面上。

在本实施例中，第一曲面173为光面，第二曲面175为非光面。使得第二曲面175不会发生全反射，避免第二曲面175反射的光线与第一光线反射的光线相重叠而造成溢光，避免最终使得出光不均。具体地，第二曲面175为磨砂面，能够避免产生集中光线的反射。在本发明其他较佳的实施例中，第二曲面175上涂覆有黑色涂层，其同样能够避免反射的光。

需要说明的是，本实施例中光面即镜面，具体地，通过高精度的抛光和涂覆反光材料，使得第一曲面173具有优良的反射特性，能够将绝大部分光线由出光口190射出，对于镜面的形成和反射原理，在此不再赘述。

在本实施例中，光源130设置在对称面与安装基板150的表面的相交线上。具体地，光源130设置在安装基板150的中部，使得光源130与两个第一曲面173之间的距离处处相等，进一步保证出光均匀。此外，光源130的尺寸远小于安装基板150的尺寸，能够尽可能地避免由于光源130的尺寸带来的出光不均的问题，在本实施例中，光源130可近似看做点光源130，其向着四周发光，大部分光线通过第一曲面173由出光口190射出。

参见图6，匀光器110包括一体设置的承载基板111和匀光罩113，出光口190开设在承载基板111上，匀光罩113罩设在承载基板111上并具有光学腔170，且承载基板111和匀光罩113之间还设置有加强筋。通过设置加强筋，使得承载基板111和匀光罩113之间的连接强度更高。

在本实施例中，匀光罩113整体呈外凸的壳体状，内置有两个光学腔170。且匀光罩113和承载基板111均采用不透光材料例如有色塑料制成，能够避免漏光。

需要说明的是，本实施例中出光面为承载基板111远离匀光罩113的下表面为平面状，能够使得光源130的出射光高于出光口190或者与出光口190相平齐。

在本实施例中，承载基板111上开设有多个安装孔117，每个安装孔117中设置有连接件，安装基板150上开设有多个连接孔119，多个连接件一一对应地伸入到连接孔119中并与安装基板150连接。具体地，连接件为塑料螺钉，使得承载基板111和安装夹板能够可拆卸连接，并且能够绝缘。

综上所述，本实施例提供了一种均匀出光装置100，在实际工作时，光源130发出的光向着光学腔170射出，并由光学腔170中的光学面171反射出来，由出光口190射出，光学面171的反射方向与光源130的出光方向不同，能够避免出现全溢光，实现由出光口190均匀出光，同时由于采用反射出光，能够适用于大功率光源130。光源130经匀光器110配光后，可以获得优良的照亮范围和均匀的照明光斑。

第二实施例

本实施例提供了一种LED匀光灯具，包括灯架和均匀出光装置100，其中均匀出光装置100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

均匀出光装置100包括匀光器110、光源130和安装基板150，匀光器110内设置有光学腔170，且匀光器110具有一出光面，出光面上开设有与光学腔170连通的出光口190，安装基板150与出光面连接并部分遮挡出光口190，光源130设置在安装基板150遮挡出光口190且靠近匀光器110的表面，光学腔170内设置有光学面171，光学面171用于反射光源130发出的光，并由出光口190射出。

在本实施例中，安装基板150与灯架连接，灯架起到支撑作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种均匀出光装置，其特征在于，包括匀光器、光源和安装基板，所述匀光器内设置有光学腔，且所述匀光器具有一出光面，所述出光面上开设有与所述光学腔连通的出光口，所述安装基板与所述出光面连接并部分遮挡所述出光口，所述光源设置在所述安装基板遮挡所述出光口的部分，且所述光源位于所述安装基板靠近所述匀光器的表面，所述光学腔内设置有光学面，所述光学面用于反射所述光源发出的光，并由所述出光口射出。

2.根据权利要求1所述的均匀出光装置，其特征在于，所述光学面为自由曲面。

3.根据权利要求2所述的均匀出光装置，其特征在于，所述安装基板遮挡所述出光口的面积小于或等于所述出光口的面积的1/2。

4.根据权利要求2所述的均匀出光装置，其特征在于，所述光学腔为两个，两个所述光学腔相对一对称面对称分布在所述匀光器中，所述出光口分别与两个所述光学腔连通，每个所述光学腔内均设置有光学面，两个所述光学面均用于反射所述光源发出的光，并由所述出光口射出。

5.根据权利要求4所述的均匀出光装置，其特征在于，每个所述光学面包括第一曲面和第二曲面，所述第一曲面和所述第二曲面连接，且所述第一曲面由所述对称面延伸至所述出光口的边缘，所述第二曲面由所述对称面延伸至所述第一曲面，所述第一曲面和所述第二曲面的曲率不同。

6.根据权利要求5所述的均匀出光装置，其特征在于，所述第一曲面为光面，所述第二曲面为非光面。

7.根据权利要求4所述的均匀出光装置，其特征在于，所述光源设置在所述对称面与所述安装基板的表面的相交线上。

8.根据权利要求1所述的均匀出光装置，其特征在于，所述匀光器包括一体设置的承载基板和匀光罩，所述出光口开设在所述承载基板上，所述匀光罩罩设在所述承载基板上并具有所述光学腔，且所述承载基板和所述匀光罩之间还设置有加强筋。

9.根据权利要求8所述的均匀出光装置，其特征在于，所述承载基板上开设有多个安装孔，每个所述安装孔中设置有连接件，所述安装基板上开设有多个连接孔，多个所述连接件一一对应地伸入到所述连接孔中并与所述安装基板连接。

10.一种LED匀光灯具，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的均匀出光装置。

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